CN105579486A - 可喷涂聚氨基甲酸酯类保护涂层 - Google Patents

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Abstract

用于形成工业容器中的保护涂层的可喷涂聚氨基甲酸酯类反应系统包括第一组分和第二组分，各组分在25℃下的粘度小于1500cP。在60℃到80℃的温度范围内，所述第一组分与所述第二组分的粘度之间的差异是-150cP到150cP。所述第一组分是多元醇组分与异氰酸酯组分的反应产物，所述多元醇组分包括聚氧丁烯含量是至少50重量％的第一环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇，所述异氰酸酯组分包括至少一种聚异氰酸酯。所述第二组分具有聚氧丁烯含量是至少50重量％的第二环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇。选自所述多元醇组分和所述第二组分的群组的至少一种包括含伯羟基的多元醇。

Description

可喷涂聚氨基甲酸酯类保护涂层
技术领域
实施例涉及一种可喷涂聚氨基甲酸酯类保护涂层，其用于大工业容器，如压裂液罐。
背景技术
大工业容器(例如保持大于10,000加仑的工业容器)经常用以容纳磨损性和/或腐蚀性的材料，因而容器内衬有保护涂层。举例来说，在油气工业中使用大工业容器如压裂液罐，以存放水力压裂流体并且将水力压裂流体运送到井位并且从井位运送。由于水力压裂流体可能包括腐蚀性的材料(如盐酸)和有毒溶剂(如甲苯和二甲苯)，为降低泄漏的可能性和/或使泄漏的可能性降到最低，因此压裂液罐(例如内部)内衬有保护涂层。因容器的大表面区域所致，寻求可喷涂于大表面区域上并且赋予耐化学性的保护涂层以在大工业容器的表面上使用。
就保护涂层来说，寻求最少量溶剂或不含溶剂的配制品下的高固体含量(即，90重量％到100重量％固体)，例如如美国专利公开案第2007/0249778号所论述。另外，美国专利第8,261,930号公开涂层可以用环氧化物固体类系统形成。然而，在环氧化物类涂层中尤其在更冷的气候(如温度低于0℃)中，例如因开裂所致，失败的发生率较高。此外，美国专利公开案第2007/0249778号公开使用含有基于聚氨基甲酸酯化学的丁二烯的配制品以赋予涂层的耐化学性。然而，高固体含量通过将经聚羟基封端的丁二烯聚合物与较低分子量的第二经聚羟基封端的聚丁二烯混合来获得。换句话说，溶剂的所需用量通过使用不同分子量的丁二烯化合物来减少，但所得配制品基于丁二烯含量可能不可喷涂于大工业容器的大表面区域上。
另外，已提出由聚氨基甲酸酯-聚脲聚合物系统形成的保护涂层容许高的反应性、涂覆速度和强度以及韧性，例如如美国专利公开案第2011/0098417号中所论述。因此，寻求用于形成大工业容器(如压裂液罐)的保护涂层的反应系统，所述保护涂层提供必要水平的耐化学性并且可喷涂于大表面区域上。
发明内容
实施例涉及一种可喷涂聚氨基甲酸酯类反应系统，其用于形成工业容器中的保护涂层，并且反应系统包括第一组分和第二组分。第一组分是多元醇组分与异氰酸酯组分的反应产物，其中多元醇组分包括第一环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇，其聚氧丁烯含量以第一环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇的总重量计是至少50重量％，并且异氰酸酯组分包括至少一种聚异氰酸酯，并且第一组分在25℃下的粘度小于1500cP。第二组分具有第二环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇，其聚氧丁烯含量以第二环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇的总重量计是至少50重量％，第二组分在25℃下的粘度小于1500cP，并且在60℃到80℃的温度范围内，第一组分与第二组分的粘度之间的差异是-150cP到150cP。至少一种选自多元醇组分的群组并且第二组分包括含伯羟基的多元醇，并且第一组分与第二组分的反应产物的抗张强度是至少1500psi并且断裂伸长率百分比是至少400。
具体实施方式
实施例涉及一种用于形成大工业容器上的保护涂层的可喷涂聚氨基甲酸酯类系统(例如包括聚氨基甲酸酯群组和聚脲群组)，其抗张强度是至少1500psi并且断裂伸长率百分比是至少400。用于形成保护涂层的配制品是可喷涂溶液，并且当喷涂于大工业容器的表面上时呈现高反应性。此外，所得保护涂层对工业容器赋予耐化学性，例如耐酸性。大工业容器，如压裂液罐(例如移动压裂液罐)用于存放、运送和/或分配材料。举例来说，压裂液罐可以用于存放、运送并且分配如井位的压裂液和钻井液的材料。压裂液罐当为空的时可以从一个位置移动到另一个位置以允许重复使用。
根据实施例，保护涂层通过将至少第一组分与第二组分混合来形成，其中各组分在25℃下的粘度小于1500cP(例如5cP与1500cP之间)。举例来说，第一和第二组分在通过喷涂机制、例如直接冲击混合多组分喷枪即将涂覆于工业容器的表面上之前混合。第一组分包括至少一种异氰酸酯封端的预聚物，所述至少一种异氰酸酯封端的预聚物为多元醇组分与异氰酸酯组分的反应产物，其中异氰酸酯组分以化学计量上过量的量存在(例如第一组分包括一种或多种预聚物，所述一种或多种预聚物统称为多元醇组分与异氰酸酯组分的反应产物)。多元醇组分包括第一环氧丁烷-环氧丙烷(BO/PO)共聚物多元醇，其聚氧丁烯含量以第一BO/PO共聚物多元醇的总重量计是至少50重量％。异氰酸酯组分包括至少一种聚异氰酸酯。第二组分包括至少一第二环氧丁烷-环氧丙烷(BO/PO)共聚物多元醇，其聚氧丁烯含量以第二BO/PO共聚物多元醇的总重量计是至少50重量％。用于形成第一组分的多元醇组分可以与第二组分相同或类似于第二组分。
根据实施例，至少一种选自多元醇组分的群组并且第二组分包括含伯羟基的多元醇，例如所述含伯羟基的多元醇的官能度是1.6到3.5并且数量平均分子量是200到10,000(例如1000到5000、1500到4000、2000到3000等)。含伯羟基的多元醇可能具有平均1.8到2.2个末端羟基。举例来说，含伯羟基的多元醇是聚丁二烯、聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)、聚丙二醇(PPG)、聚氧丙烯或聚氧乙烯-聚氧丙烯。根据一示范性实施例，至少第一组分包括两种预聚物组分，一种预聚物用第一BO/PO共聚物多元醇和聚异氰酸酯制备，并且第二预聚物用含伯羟基的多元醇和聚异氰酸酯制备。根据一示范性实施例，至少第一组分包括一种预聚物组分，所述一种预聚物组分用第一BO/PO共聚物多元醇与含伯羟基的多元醇的混合物制备，所述混合物与聚异氰酸酯反应以形成预聚物组分。根据一示范性实施例，至少第二组分包括第二BO/PO共聚物多元醇和含伯羟基的多元醇。以上示范性实施例可以在一种配制品内不同地组合以用于形成保护涂层，例如一示范性实施例包括用含伯羟基的多元醇制备的预聚物，和第二组分中的含伯羟基的多元醇。
第一组分包括至少一种异氰酸酯封端的预聚物，所述至少一种异氰酸酯封端的预聚物为包括多元醇组分和异氰酸酯组分的组合物的反应产物。用于形成第一组分的组合物可能另外包括任选的催化剂、任选的固化剂和/或pH中和剂组分。以异氰酸酯封端的预聚物的总重量计，每种异氰酸酯封端的预聚物的游离异氰酸酯基(NCO)含量可以是6重量％到20重量％(例如12重量％到17重量％、13重量％到16重量％等)。举例来说，预聚物可以在一锅式程序中制备。
根据实施例，多元醇组分包括可以是聚醚多元醇的第一BO/PO共聚物多元醇。除第一BO/PO共聚物多元醇和任选的含伯羟基的多元醇之外，多元醇组分可以包括至少一种其它聚醚或聚酯多元醇。
第一BO/PO共聚物多元醇的聚氧丁烯比聚氧丙烯的重量百分比大。举例来说，第一BO/PO共聚物多元醇包括至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少75重量％、至少80重量％和/或至少85重量％的聚氧丁烯单元，其中聚氧丙烯单元占以总100重量％计的其余部分。第一BO/PO共聚物多元醇的数量平均分子量可以是500到3,000(例如750到2,500、1,000到2,200等)。第一BO/PO共聚物多元醇的标称平均羟基官能度可以是1.6到3.5(例如1.8到3.2、2到3等)。根据一示范性实施例，第一BO/PO共聚物多元醇可以是二醇或三醇，其中聚氧丙烯单元的总数量平均分子量是350到420并且聚氧丁烯单元的总数量平均分子量嵌段是1500到1700。除第一BO/PO共聚物多元醇和任选的含伯羟基的多元醇之外，多元醇组分可以包括至少一种其它聚醚或聚酯多元醇。
第一BO/PO共聚物多元醇可以通过聚合反应制备，所述聚合反应包括将环氧丙烷和环氧丁烷添加到具有2到8(例如2到6、2到4等)个活性氢原子的引发剂。用于聚合的催化剂可以是阴离子型或阳离子型。示范性催化剂包括例如KOH、CsOH、三氟化硼以及双氰化物错合物(DMC)催化剂，如六氰钴酸锌或季磷腈盐化合物。
当第一组分的多元醇组分含有活性羟基时，活性羟基与异氰酸酯组分中的异氰酸酯部分的反应导致形成氨基甲酸酯键。举例来说，当预聚物的异氰酸酯封端的末端与聚丁二烯聚合物的羟基封端的末端反应时，形成氨基甲酸酯键。当多元醇组分活性胺氢基团时，活性胺氢基团与异氰酸酯组分的反应导致形成脲键。此外，异氰酸酯组分中的一个异氰酸酯部分与异氰酸酯组分中的另一异氰酸酯部分的反应导致形成脲键。举例来说，当一种异氰酸酯封端的预聚物的异氰酸酯部分与另一种异氰酸酯封端的预聚物分子的另一异氰酸酯部分反应时，形成脲键。
异氰酸酯组分可以包括至少一种聚异氰酸酯(例如二异氰酸酯)。示范性异氰酸酯包括芳香族、环脂肪族和脂肪族异氰酸酯。举例来说，可以使用所属领域中已知的异氰酸酯。示范性异氰酸酯包括4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的异构体、其掺合物和聚合和单体MDI掺合物、甲苯-2,4-二异氰酸酯和2,6-二异氰酸酯(TDI)间亚苯基二异氰酸酯和对亚苯基二异氰酸酯、氯亚苯基-2,4-二异氰酸酯、二亚苯基-4,4'-二异氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基-4,4'-二异氰酸酯、3-甲基二苯基-甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二苯基醚二异氰酸酯、2,4,6-三异氰酸酯基甲苯、2,4,4'-三异氰酸二苯醚、亚乙基二异氰酸酯以及1,6-六亚甲基二异氰酸酯。可以使用含有例如缩二脲、脲、碳化二亚胺、脲基甲酸酯和/或异氰脲酸酯群组的前述聚异氰酸酯群组中的任一种的衍生物。根据一示范性实施例，异氰酸酯组分包括MDI，例如40到99重量％的4,4'-MDI异构体。
第二组分至少包括第二BO/PO共聚物多元醇，其聚氧丁烯含量以第二BO/PO共聚物多元醇的总重量计是至少50重量％；并且可以任选地包括含伯羟基的多元醇。第二组分可以包括任选的催化剂、任选的固化剂、pH中和剂、任选的增链剂和/或任选的交联剂组分。
任选的催化剂组分可以包括至少一种锡和/或胺类催化剂，所述锡和/或胺类催化剂例如占第二组分总重量的5重量％以下。举例来说，可以使用市售催化剂。任选的固化剂组分可以包括至少一种胺类固化剂。如果包括，那么任选的固化剂组分可以占第二组分总重量的5重量％到50重量％(例如10重量％到45重量％、15重量％到40重量％、20重量％到35重量％等)。举例来说，胺类固化剂可以是双官能有机二胺化合物(如甲苯类二胺、苯基类二胺、烷基类二苯胺、聚醚类二胺或异佛尔酮类二胺)或三官能有机二胺化合物(如苯基类三胺、烷基类三胺或丙烯类三胺)。示范性的胺类固化剂可以商标Ethacure购自雅保公司(AlbemarleCorporation)。根据一示范性实施例，固化剂组分可以包括二甲基甲苯二胺固化剂。
任选的增链剂组分可以包括至少一种增链剂，所述至少一种增链剂每分子具有两个异氰酸酯反应性基团，并且每个异氰酸酯反应性基团的当量重量可能小于400。举例来说，增链剂可以与第二BO/PO共聚物多元醇掺合或可以在形成第一组分期间单独地提供。如果包括，那么增链剂组分可以按第二组分的总重量计，以0.1重量％到15重量％(例如0.2重量％到10重量％等)的量存在。根据一示范性实施例，增链剂是将引入额外聚脲部分的胺类链。
任选的交联剂组分可以包括至少一种交联剂，所述至少一种交联剂每分子具有三个或更多个异氰酸酯-反应性基团，并且每个异氰酸酯-反应性基团的当量重量小于400。举例来说，交联剂可以包括每分子3到8(例如3或4)个伯羟基、伯胺或仲胺基团，并且平均当量重量可以是30到约300。如果包括，那么交联剂组分可以按第二组分的总重量计，以0.1重量％到15重量％(例如0.2重量％到10重量％等)的量存在。根据一示范性实施例，交联剂是将引入额外聚脲部分的胺类链。
含伯羟基的多元醇和/或来源于含伯羟基的多元醇的单元(例如，如并入第一组分中的异氰酸酯封端的预聚物中)可能占第一和第二组分的组合总重量的5重量％到30重量％(例如7重量％到20重量％、10重量％到15重量％、12重量％到14重量％等)。当多元醇组分包括伯羟基容器多元醇时，在多元醇组分中第一环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇的量可能大于伯羟基容器多元醇的量。当第二组分包括伯羟基容器多元醇时，在第二组分中第二环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇的量可能大于伯羟基容器多元醇的量。
根据一示范性实施例，含伯羟基的多元醇可以是数量平均分子量为500到10,000(例如700到8000、1000到5000、2000到3000等)的羟基封端的聚丁二烯。羟基封端的聚丁二烯可以含有平均1.8到2.2个末端羟基。市售的羟基封端的聚丁二烯树脂可以用作含伯羟基的多元醇(例如可以以PolyR-45HTLO、PolyR-45V、PolyR-20LM、KrasolTMLBH2000、KrasolTMLBH3000和KrasolTMLBH5000购自CrayValleyHydrocabonSpecialtyChemicals)。
可以将各种其它添加剂添加到第一和/或第二组分中以调节所得保护涂层的特征，例如可以使用所属领域的技术人员已知的那些添加剂。举例来说，可以使用颜料(如二氧化钛和/或碳黑)以赋予颜色特性。颜料可以呈固体形式或固体可以预分散于树脂载剂中。可以使用强化件(例如片状或经研磨的玻璃和/或煅制二氧化硅)以赋予某些特性。其它添加剂包括例如UV稳定剂、抗氧化剂、脱气剂和粘着促进剂，其取决于保护涂层的所需特征可以独立地使用。
根据一示范性实施例，第一组分中的异氰酸酯基的当量与第二组分中的活性氢原子的比率是85到150(例如85到115、90到110等)。如将由所属领域的一般技术人员所理解，异氰酸酯指数是异氰酸酯(NCO)基团的摩尔当量除以配制品中所存在的异氰酸酯-反应性氢原子的总摩尔当量，乘以100。
使用第一和第二组分(例如基本上由第一和第二组分组成)的用于形成保护涂层的配制品可以不包括任何溶剂和/或稀释添加剂，或使任何溶剂和/或稀释添加剂减到最低，以使得配制品的高固体含量是至少90重量％、至少95重量％、至少98重量％、至少99重量％、至少99.5重量％和/或100重量％。确切地说，配制品避免了使用溶剂和/或稀释添加剂以调节粘度来形成可喷涂于大表面区域上的配制品的必要性。在60℃到80℃的温度范围内，配制品中的第一组分与第二组分的体积比可以是0.5:1.5到1.5:0.5(例如0.75:1.25到1.25:0.75、0.9:1.1到1.1:0.9、0.95:1.05到1.05:0.95等)。
根据一示范性实施例，在60℃到80℃的温度范围内，第一组分和第二组分可以按约0.95:1.05到1.05:0.95的比率混合，当以所述体积比混合时，所得配制品可由工业喷涂设备喷涂。举例来说，在不添加任何溶剂和/或稀释剂的情况下，在0.95:1.05到1.05:0.95的体积比下，第一组分和第二组分可以各自由工业喷涂设备喷涂，使得可以优化组分的反应性。确切地说，当添加溶剂和/或稀释剂来形成可喷涂配制品并且工业喷涂设备具有约1:1的喷涂体积时，由于缺乏足够量的反应物，反应性可能降低。因此，当添加溶剂和/或稀释剂来形成可喷涂于大表面区域上的配制品时，还可能降低所得经喷涂保护涂层的物理特性。
保护涂层通过使用喷涂设备形成，并且在磨损性和/或腐蚀性的环境中呈现耐化学性。保护涂层可以经由多组分高压喷涂机涂覆于大工业容器(如压裂液罐)的表面上。多组分设备可以组合和/或混合第一组分与第二组分，例如第一和第二组分可以在如1000psi到3000psi的高压下组合或混合。还可以例如在喷涂设备内将第一和第二组分加热到60℃到80℃范围内的施用温度。由喷涂设备喷涂的第一和第二组分各自在25℃下的粘度小于1500cP(例如不添加任何溶剂和/或稀释剂)。在25℃下，第一组分的粘度可以小于第二组分的粘度，例如第一组分的粘度可以小于1000cP(例如在60℃下5cP与1000cP之间、5cP与800cP之间等)。第一组分和第二组分的粘度可以各自小于220cP(例如5cP与220cP之间)。在80℃下，第一组分和第二组分的粘度可以各自小于110cP(例如5cP与110cP之间)。
所得保护涂层的初始抗张强度是至少1500psi并且初始断裂伸长率百分比是至少400。在25℃下曝露(例如浸没)于37重量％氯化氢水溶液七天后，保护涂层的抗张强度可以仍然是至少500psi并且断裂伸长率百分比是至少300。在25℃下曝露(例如浸没)于30重量％硫酸水溶液七天后，曝露后保护涂层的抗张强度可以维持为至少1500psi并且断裂伸长率百分比为至少400。在25℃下曝露(例如浸没)于曝露于柴油燃料七天后，保护涂层的抗张强度可以仍然是至少500psi并且第二断裂伸长率百分比是至少100。
除非另外指明，否则所有份数和百分比都以重量计。除非另外指明，否则所有分子量的值都以数量平均分子量计。
实例
用于实例的材料描述如下：
BO/PO多元醇共聚物多元醇，其包括聚氧丙烯单元(数量平均分子量是390)和聚氧丁烯单元(数量平均分子量是1600)，平均标称羟基官能度是2，总数量平均分子量是2000，并且以共聚物多元醇的总重量计环氧丙烷含量是约20重量％，并且聚环氧丁烷含量是约80重量％。
BO多元醇聚环氧丁烷类多元醇，官能度是约2，OH数是约54到58mgKOH/g，数量平均分子量是约2000g/mol。
聚醚多元醇聚醚多元醇(可以VORANOLTM360购自陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany))
Poly包括99.9重量％伯羟基封端的聚丁二烯的液体，数量平均分子量是2800，平均羟基数是47.1KOH/g，平均标称羟基官能度是2.4-2.6(可以以PolyR-45HTLO购自克雷威利(CrayValley))。
ISONATETM50OP聚合MDI混合物，其包括50重量％4,4'-亚甲基二苯基异氰酸酯和50重量％2,4'-亚甲基二苯基异氰酸酯(可购自陶氏化学公司)。
100固化剂，由通常3,5-二甲基硫基-2,6-甲苯二胺、3,5-二甲基硫基-2,4-甲苯二胺与二烷基化间苯二胺的混合物组成(可购自雅保公司)。
300固化剂，由通常3,5-二甲基硫基-2,6-甲苯二胺和3,5-二甲基硫基-2,4-甲苯二胺的混合物组成(可购自雅保公司)。
T-12二月桂酸二丁锡催化剂(可购自空气产品公司(AirProducts))。
8包括7.8-8.2％铋的催化剂(可购自Shepard)。
Z包括18.7-19.3％锌的催化剂(可购自Shepard)。
6490Jeffamine类芳香族聚脲(可购自陶氏化学化学)。
6320聚丁二烯类芳香族聚脲(可购自陶氏化学公司)。
工作实例1
使用BO/PO多元醇和ISONATETM50OP制备BO/PO预聚物。确切地说，在25℃下将53克的ISONATETM50OP添加到三颈圆底烧瓶中。然后，将一滴苯甲酰氯添加到三颈圆底闪光中，同时使用干燥氮气进行吹洗。随后，在室温下将47克BO/PO多元醇添加到烧瓶中以形成反应混合物。使用顶置式搅拌器在300rpm下将反应混合物搅拌并且历经半小时的过程加热到80℃，以促进反应混合物中形成预聚物。将反应混合物维持在80℃下，持续额外的2.5小时。3小时后，在仍处于接近80℃的温度时，将反应混合物转到玻璃罐中并且在真空腔室中脱气半小时。反应混合物中的所得预聚物的游离异氰酸酯基(即，NCO)含量是约15.8重量％。
使用Poly和ISONATETM50OP使用如所使用的程序来制备聚丁二烯预聚物，以制备BO/PO预聚物。确切地说，在25℃下将53克的ISONATETM50OP添加到三颈圆底烧瓶中。然后，将一滴苯甲酰氯添加到闪光中，同时使用干燥氮气进行吹洗。随后，在室温下将47克Poly添加到烧瓶中以形成反应混合物。反应混合物中的所得预聚物的游离异氰酸酯基(即，NCO)含量是约15.8重量％。
根据下表1中的配方制备用于工作实例1和比较实例A、B和C的板片。
表1
参考下表2，针对化学曝露后的变化，评估工作实例1和比较实例A、B和C的样品的抗张强度和断裂伸长率百分比。确切地说，评估浸没于37重量％氯化氢水溶液、浸没于30重量％硫酸水溶液和浸没于柴油燃料中的每一个样品。确切地说，通过以下方式进行化学曝露测试：在25℃温度下将工作实例1和比较实例A、B和C中的每一个的2×2英寸样品浸没于环境温度下的所指示介质中，持续七天时段。曝光时段后，用DI水冲洗浸没于氯化氢和硫酸中的样品，用纸巾轻拍干燥，并且存放于拉链袋(Ziplocbag)中。用丙酮冲洗浸没于柴油燃料中的样品两次，随后用DI水洗涤，轻拍干燥并且存放于拉链袋中。从每个方形样品切割经过复制的“狗骨”以用于分析。根据ASTMD-2240测定硬度(肖氏A)，并且根据ASTMD-1708测定抗张强度和断裂伸长率百分比。
表2
参考下表3，针对工作实例1和比较实例A、B和C中的每一个，评估25℃到80℃温度范围内侧面A和B的粘度变化。使用平行板流变仪在振荡应变下以10Hz频率测定粘度。
表3
就比较实例A来说，显示侧面A和B的初始粘度以及在60℃到80℃温度范围内的粘度差异对于用作可喷涂系统来说太高(参见表3)。就比较实例B来说，显示抗张强度和断裂伸长率百分比对于在磨损性和/或腐蚀性环境中使用来说太低(参见表2)。就比较实例C来说，显示侧面A和B两者的初始粘度对于用作可喷涂系统来说太高(参见表3)。
工作实例2
根据下表4的侧面A中的配方，使用BO多元醇和ISONATETM50OP制备BO预聚物。确切地说，在25℃下将57克ISONATETM50OP添加到三颈圆底烧瓶中。然后，将一滴苯甲酰氯添加到三颈圆底闪光中，同时使用干燥氮气进行吹洗。随后，在室温下将43克BO多元醇添加到烧瓶中以形成反应混合物。使用顶置式搅拌器在300rpm下将反应混合物搅拌并且历经半小时的过程加热到80℃，以促进反应混合物中形成预聚物。将反应混合物维持在80℃下，持续额外的2.5小时。3小时后，在仍处于接近80℃的温度时，将反应混合物转到玻璃罐中并且在真空腔室中脱气半小时。这种材料的游离异氰酸酯含量(NCO％)是约16.5％。
首先通过将8、多元醇(参见以下配方)和100添加到15加仑钢滚筒中来装配表4中的侧面B组分。使用连接到手持式钻子的钻头混合器将这些组分混合10分钟。
根据下表4中的配方制备工作实例2的板片。
表4
另外，对应地使用6490和6320制备比较实例D和E的板片。
确切地说，使用ISOTHERM高压喷涂机制备板片(即，聚脲样品片)。使用联机加热元件将侧面B加热到160°F并且将侧面A加热到140°F。使用GracoFusion直接冲击混合机械吹洗喷枪以1:1比率(以体积计)喷涂板片。板片在自释放低能表面上喷涂(在这种情况下聚乙烯板的厚度为约3mm)。板片在25℃下调节7天之后进行测试。
表5
参考上表5，针对化学曝露后的变化，评估工作实例2和比较实例D和E的样品的抗张强度和断裂伸长率百分比。确切地说，评估浸没于37重量％氯化氢水溶液和浸没于柴油燃料中的每一个样品。确切地说，通过以下方式进行化学曝露测试：在25℃温度下将工作实例2和比较实例D和E中的每一个的2×2英寸样品浸没于环境温度下的所指示介质中，持续七天时段。曝光时段后，用DI水冲洗浸没于氯化氢中的样品，用纸巾轻拍干燥，并且存放于拉链袋中。用丙酮冲洗浸没于柴油燃料中的样品两次，随后用DI水洗涤，轻拍干燥并且存放于拉链袋中。从每个方形样品切割经过复制的“狗骨”以用于分析。根据ASTMD-1708测定抗张强度和断裂伸长率百分比。有效胶凝时间是以秒为单位的时间：从混合过程的开始直到牙签或压舌板可以从样品拉出而材料不粘到牙签或压舌板。消粘时间是以秒为单位的时间：从混合过程的开始直到样品的上表面针对操作者的手指不发粘。质量变化百分比计算为[(初始质量-最终质量)/初始质量]*100)。

Claims (10)

1.一种用于形成工业容器中的保护涂层的可喷涂聚氨基甲酸酯类反应系统，所述反应系统包含：
第一组分，其为多元醇组分与异氰酸酯组分的反应产物，所述多元醇组分包括第一环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇，其聚氧丁烯含量以所述第一环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇的总重量计是至少50重量％，所述异氰酸酯组分包括至少一种聚异氰酸酯，并且所述第一组分在25℃下的粘度小于1500cP；和
第二组分，其包括第二环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇，其聚氧丁烯含量以所述第二环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇的总重量计是至少50重量％，并且所述第二组分在25℃下的粘度小于1500cP，并且在60℃到80℃的温度范围内，所述第一组分与所述第二组分的粘度之间的差异是-150cP到150cP，
其中选自所述多元醇组分和所述第二组分的群组的至少一种包括含伯羟基的多元醇，并且所述第一组分和所述第二组分的反应产物的抗张强度是至少1500psi并且断裂伸长率百分比是至少400。
2.根据权利要求1所述的反应系统，其中：
所述第一环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇和所述第二环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇各自独立地具有1.6到3.5的官能度和1500到3000的数量平均分子量，并且
所述含伯羟基的多元醇的官能度是1.6到3.5并且数量平均分子量是200到10,000。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的反应系统，其中所述第一组分和所述第二组分在60℃下的粘度各自小于220cP，并且所述第一组分和所述第二组分在80℃下的粘度各自小于110cP。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的反应系统，其中所述多元醇组分包括所述伯羟基容器多元醇，并且在所述多元醇组分中，所述第一环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇的量大于所述伯羟基容器多元醇的量。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的反应系统，其中所述第二组分包括所述伯羟基容器多元醇，并且在所述第二组分中，所述第二环氧丁烷-环氧丙烷共聚物多元醇的量大于所述伯羟基容器多元醇的量。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的反应系统，其中在60℃到80℃的温度范围内，所述第一组分与所述第二组分的体积比是0.95:1.05到1.05:0.95。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的反应系统，其中所述第二组分包括具有至少一种胺类固化剂的固化剂组分，所述固化剂组分占所述第二组分的总重量的5重量％到50重量％。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的反应系统，其中选自来源于所述第一组分中的所述含伯羟基的多元醇和所述第二组分中的所述含伯羟基的多元醇的单元的群组的至少一种占所述第一和第二组分的组合总重量的5重量％到30重量％。
9.一种由根据权利要求1到8中任一项所述的反应系统形成的保护涂层，所述保护涂层的抗张强度是至少1500psi并且断裂伸长率百分比是至少400。
10.根据权利要求9所述的保护涂层，其中：
在25℃下曝露于37重量％氯化氢水溶液七天后，所述保护涂层的第二抗张强度是至少500psi并且第二断裂伸长率百分比是至少300，
在25℃下曝露于30重量％硫酸水溶液七天后，所述保护涂层的抗张强度保持为至少1500psi并且断裂伸长率百分比保持为至少400，并且
在25℃下曝露于柴油燃料曝露七天后，所述保护涂层的第三抗张强度是至少500psi并且第二断裂伸长率百分比是至少100。
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